MAVLink通信における認証付き暗号を用いた通信方式の実装と評価

桑田龍門; 石原信也; 小寺雄太; 野上保之

文献

J-GLOBAL ID：202302233793658744 整理番号：23A2301272

MAVLink通信における認証付き暗号を用いた通信方式の実装と評価

An Implementation and Evaluation of Communication Scheme Using Authenticated Cryptography for MAVLink Communication

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資料名：
巻： 123 号： 129(ISEC2023 14-53) ページ： 165-170 (WEB ONLY) 発行年： 2023年07月17日
JST資料番号： U2030A ISSN： 2432-6380 資料種別：会議録 (C)
記事区分：原著論文発行国：日本 (JPN) 言語：日本語 (JA)

MAVLinkは,ドローンと地上局間で用いられる軽量な通信プロトコルであり,ドローンの状態や地上局から送信される制御コマンドの送信などに用いられる.MAVLinkはメッセージの改竄を検知する機能を有しているのみで,十分なセキュリティ機能が搭載されていないため,データの盗聴や不正な利用,追跡などに対する脆弱性がある.本研究では,認証付き暗号を用いてペイロードの暗号化とメッセージの認証を行うセキュリティ通信方式を提案した.提案手法を評価するために,いくつかのAEADアルゴリズム(AES-GCM,A_SCON,ChaCha20-Poly1305)と先行研究の手法(ChaCha20+SHA256,AES-CTR+SHA256,AES-CBC+SHA256)とをMAVLink通信で実装し,処理時間と消費リソースの観点から評価を行った.実験結果は,処理時間ではChaCha20-Poly1305が,消費リソースではA_SCONが最も性能が高く効率的であるという結果が得られた.しかし,消費リソースについてはA_SCONが45.43%,ChaCha20-Poly1305が52.82%とどちらもメモリに余裕があり,処理時間に関してはA_SCONが3.07ms,ChaCha20-Poly1305が1.79msと,ChaCha20-Poly1305がA_SCONの約0.6倍程の時間で処理を行えていることから,ChaCha20-Poly1305をMAVLinkに組み込むことで,通信の応答性やパフォーマンスに影響を与えることなく,リソースの消費を抑えながらメッセージの機密性と完全性を確保することができるという結論が得られた.(著者抄録)

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データ保護 , ディジタル計算機ハードウェア一般

引用文献 (10件)：

Y.-M. Kwon, J. Yu, B.-M. Cho, Y. Eun and K.-J. Park, ′′Empirical Analysis of MAVLink Protocol Vulnerability for Attacking Unmanned Aerial Vehicles,′′ IEEE Access, vol. 6, pp. 43203-43212, 2018.
Lorenz Meier, Pascal Gohl, ′′Guide′′, MAVLink Developper Guide, 2023, https://mavlink.io/en/guide/, (参照2023-06-06)
ArduPilot Dev Team, ′′MAVLink Basics′′, Ardupilot Documentation, 2023, https://ardupilot.org/dev/docs/mavlinkbasics.html, (参照2023-06-06)
Christoph Dobrauning, Maria Eichlseder, Florian Mendel, Martin Schlaffer, ′′Ascon V1.2 Submission to NIST′′, 2019, https://csrc.nist.gov/CSRC/media/Projects/lightweight-cryptography/documents/round-2/spec-docrnd2/ascon-spec-round2.pdf
株式会社レピダム, ′′ChaCha20-Poly1305 の実装性能調査′′, 2017, https://www.cryptrec.go.jp/exreport/cryptrecex-2702-2017.pdf

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